传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。传感器相较于AI产品就是鼠标键盘对于计算机，就相当于人的触觉、听觉、视觉。是机器人或者说智能系统感知外界信息的途径，是信号输入的唯一途径，在智能系统中传感器几乎无处不在，在很多产品里都有。如今，传感器是AI产品控制系统实现控制的基础，随着技术的发展，越来越多的传感器被用到智能系统中，今天就来盘点下各种传感器。
1、电阻式传感器
电阻式传感器是将被测量，如位移、形变、力、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样的一种器件。主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、气敏、湿敏等电阻式传感器件。
2、压阻式传感器
它是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感元件，扩散电阻在基片内接成电桥形式。当基片受到外力作用而产生形变时，各电阻值将发生变化，电桥就会产生相应的不平衡输出。用作压阻式传感器的基片材料主要为硅片和锗片，硅片为敏感材料而制成的硅压阻传感器越来越受到人们的重视，尤其是以测量压力和速度的固态压阻式传感器应用最为普遍。
3、激光传感器
利用激光技术进行测量的传感器。由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表，它的优点是能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰能力强等。
4、霍尔传感器
它分为线性型霍尔传感器和开关型霍尔传感器两种。一是线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，它输出模拟量。二是开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器，斯密特触发器和输出级组成，它输出数字量。霍尔电压随磁场强度的变化而变化，磁场越强，电压越高，磁场越弱，电压越低。霍尔电压值很小，通常只有几个毫伏，但经集成电路中的放大器放大，就能使该电压放大到足以输出较强的信号。
5、智能传感器
它的功能是通过模拟人的感官和大脑的协调动作，结合长期以来测试技术的研究和实际经验而提出来的。是一个相对独立的智能单元，它的出现对原来硬件性能苛刻要求有所减轻，而靠软件帮助可以使传感器的性能大幅度提高。
6、厚膜传感器
厚膜传感器是利用相应材料的浆料，涂覆在陶瓷基片上制成的，基片通常是Al2O3制成的，然后进行热处理，使厚膜成形。陶瓷传感器采用标准的陶瓷工艺或其某种变种工艺（溶胶、凝胶等）生产。完成适当的预备性操作之后，已成形的元件在高温中进行烧结。厚膜和陶瓷传感器这二种工艺之间有许多共同特性，在某些方面，可以认为厚膜工艺是陶瓷工艺的一种变型。
7、红外传感器
红外传感器是用红外线为介质的测量系统，它主要通过红外辐射线与物质相互作用而发生的物理效应进行工作。在智能家居行业，它大部分情况下是利用这种相互作用所呈现出来的电学物理效应，来实现带红外开关的电器设备的开启与关闭。常见的红外应用产品有红外转发器，红外感应灯等等。
8、温湿度传感器
温湿度传感器能够通过特殊的检测装置，检测到空气中的温湿度，并按一定的规律，变换成电信号或其他所需形式进行信息的输出。
它的应用非常广泛，凡是需要对温度变化和气体中水蒸气含量进行监控的地方，都会运用到温湿度传感器。它不仅关系到家庭环境的质量，更与人体健康紧密相连，可以说是智能家居中至关重要的一环，一般可以通过它来联动空调、净化器等等。
9、门磁传感器
门磁传感器可以用来探测门、窗等是否被非法打开或移动。这种传感器一般被安装在门或窗上，感应门窗的开关，配合其他智能安防产品使用，来防止危险入侵的发生。
它是由门磁主体和永磁体两部分组成，两者离开一定距离后，门磁传感器将发射无线电信号向系统终端报警，这个传感器也是智能家居中很常用的传感器。
10、气体传感器
气体传感器是一种将气体的成份、浓度等信息转换成可以被人员、仪器仪表、计算机等利用的信息的装置，也是智能家居的重要检测手段。在居家生活中，可燃气体以及污染气体是影响人们身体健康的重要因素。
要进行—个具体的测量工作，首先要考虑采用何种原理的传感器，这需要分析多方面的因素之后才能确定。因为，即使是测量同一物理量，也有多种原理的传感器可供选用，哪一种原理的传感器更为合适，则需要根据被测量的特点和传感器的使用条件考虑以下一些具体问题：量程的大小；被测位置对传感器体积的要求；测量方式为接触式还是非接触式；信号的引出方法，有线或是非接触测量；传感器的来源，国产还是进口，价格能否承受，还是自行研制，在考虑上述问题之后就能确定选用何种类型的传感器，然后再考虑传感器的具体性能指标。
以上传感器都是一些基础传感器，但是不同产品对于不同的需求会应用到不同的传感器，例如在智能手机系统中、在无人机系统中、在智能家居系统中和在工业机器人系统中，会分别应用到不同的传感器。以实现不同的功能模块。
智能手机传感器
1、加速度传感器
加速度传感器又叫G-sensor，获取的是x、y、z三轴的加速度数值。 该数值包含地心引力的影响，将手机平放在桌面上，x轴默认为0，y轴默认0，z轴默认9.81。 将手机朝下放在桌面上，z轴为-9.81。
用加速度传感器检测手持设备的旋转动作及方向，实现所要显示图像的转正。
通过加装加速度传感器及以前我们所通用的惯性导航，便可以进行系统死区的测量。对加速度传感器进行一次积分，就变成了单位时间里的速度变化量，从而测出在死区内物体的移动。
防手抖功能用加速度传感器检测手持设备的振动/晃动幅度，当振动/晃动幅度过大时锁住照相快门，使所拍摄的图像永远是清晰的。
2、磁力传感器
磁力传感器简称为M-sensor，返回x、y、z三轴的环境磁场数据。 电子罗盘就是应用了磁力传感器数据才使得导航系统可以精准运行。
3、方向传感器
方向传感器简称为O-sensor，返回三轴的角度数据，方向数据的单位是角度。在Android平台中，传感器框架通常是使用一个标准的三维坐标系来表示一个值的。
图6-1Android平台三维坐标示意图
X轴的方向：沿着屏幕水平方向从左到右，如果手机如果不是是正方形的话，较短的边需要水平放置，较长的边需要垂直放置。
Y轴的方向：从屏幕的左下角开始沿着屏幕的的垂直方向指向屏幕的顶端
Z轴的方向：当水平放置时，指向天空的方向
电子罗盘在获取正确的数据前需要进行校准，通常可用8字校准法。8字校准法要求用户使用需要校准的设备在空中做8字晃动，原则上尽量多的让设备法线方向指向空间的所有8个象限。
4、陀螺仪传感器
陀螺仪传感器叫做Gyro-sensor，返回x、y、z三轴的角加速度数据。当汽车行驶到隧道或城市高大建筑物附近，没有GPS讯号时，可以通过陀螺仪来测量汽车的偏航或直线运动位移，从而继续导航。开发者可以通过陀螺仪对动作检测的结果（3D范围内手机的动作），去实现对游戏的操作。比如，把你的手机当作一个方向盘，你的手机屏幕上是一架飞行中的战斗机，只要你上下，左右地倾斜手机，飞机就可以做上下，左右的动作。
5、重力传感器
重力传感器简称GV-sensor，输出重力数据。 在地球上，重力数值为9.8，单位是m/s^2。 坐标系统与加速度传感器相同。 当设备复位时，重力传感器的输出与加速度传感器相同。重力传感器在手机横竖的时候屏幕会自动转，在玩游戏可以代替上下左右，比如说玩赛车游戏，可以不通过按键，将手机平放，左右摇摆就可以代替模拟机游戏的方向左右移动了。
6、线性加速度传感器
线性加速度传感器简称LA-sensor。 线性加速度传感器是加速度传感器减去重力影响获取的数据。 加速度传感器、重力传感器和线性加速度传感器的计算公式如下：加速度=重力 + 线性加速度。
无人机传感器
加速度传感器器
这个和智能手机上是一样的，加速度计同时也用来提供水平及垂直方向的线性加速。相关数据可做为计算速率、方向，甚至是无人机高度的变化率。加速度计还可以用来监测无人机所承受的震动。
对于任何一款无人机来说，加速度计都是一个非常重要的传感器，因为即使无人机处于静止状态，都要靠它提供关键输入。
陀螺仪
陀螺仪传感器和智能手机上也是一样的，由陀螺仪所提供的信息将汇入马达控制驱动器，通过动态控制马达速度，并提供马达稳定度。陀螺仪还能确保无人机根据用户控制装置所设定的角度旋转。
磁罗盘
正如名称所示，磁罗盘能为无人机提供方向感。它能提供装置在XYZ各轴向所承受磁场的数据。
除了方向的感测，磁性传感器也可以用来侦测四周的磁性与含铁金属，例如电极、电线、车辆、其他无人机等等，以避免事故发生。
气压计
气压计运作的原理，就是利用大气压力换算出高度。压力传感器能侦测地球的大气压力。 由气压计所提供的数据能协助无人机导航，上升到所需的高度。准确估计上升与下降速度，对无人机飞行控制来说相当重要。
超声波传感器
无人机采用超声波传感器就是利用超声波碰到其他物质会反弹这一特性，进行高度控制。前面就提到过近地面的时候，利用气压传感器是无法应对的。但是利用超声波传感器在近地面就能够实现高度控制。这样一来气压传感器同超声波传感器一结合，就可以实现无人机无论是在高空还是低空都能够平稳飞行。
GPS
如同汽车有导航系统一般，无人机也有导航系统。通过GPS，才可能知道无人机机体的位置信息。GPS是全球导航系统之一，是美国的卫星导航系统。不过最近的无人机开始不单单采用GPS了，有些机型会同时利用GPS与其他的卫星导航系统相结合，同时接收多种信号，检测无人机位置。无论是设定经度纬度进行自动飞行，还是保持定位进行悬停，GPS都是极其重要的一大功能。
湿度传感器
湿度传感器能监测湿度参数，相关数据则可应用在气象站、凝结高度监测、空气密度监测与气体传感器测量结果的修正。
MEMS麦克风
MEMS麦克风是一种能将声音频号转换为电子讯号的音频传感器。 MEMS麦克风正逐渐取代传统麦克风，因为它们能提供更高的讯噪比(SNR)、更小的外型尺寸、更好的射频抗扰性，面对震动时也更加稳健。 这类传感器可用在无人机的影片拍摄、监控、间谍行动等应用。
智能家居系统中的传感器
压力传感器
压力传感器是能感受压力信号，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号的器件或装置。压力传感器通常由压力敏感元件和信号处理单元组成。按不同的测试压力类型，压力传感器可分为表压传感器、差压传感器和绝压传感器。用作水位开关或更复杂的装置中，如洗衣机和烘干机中泡沫量的监视。
化学传感器
化学传感器是一类专门用于检测、感知化学物质的特殊传感器，通常用于检测气体或液体中的特定化学成分，并将该化学成分的浓度信号转换为可检知的电流或电压信号。用于水质监控，监测参数包括浑浊度、颜色、表面张力、洗涤剂溶度、ph值等，然后确定漂洗循环的次数(溶液传感系统〉。
电磁传感器
磁传感器是最古老的传感器，指南针是磁传感器的最早的一种应用。但是作为现代的传感器，为了便于信号处理，需要磁传感器能将磁信号转化成为电信号输出。用于洗碗机中控制喷水臂的移动。
热电偶红外传感器
红外线传感器是用红外线的物理性质来进行测量的传感器。利用红外辐射与物质相互作用所呈现出来的物理效应探测红外辐射的传感器，多数情况下是利用这种相互作用所呈现出来的电学效应。它还可以用于炊具、头发护理器具和烤面包机中。
流量传感器
空气流量传感器用于检测气体质量流量。当待测气体通过流量传感器检测区域时，传感器的敏感电阻会发生相应变化，根据传感器敏感电阻的变化计算被测气体流量。可用于电扇和真空吸尘器中空气质量的检测。
工业机器人传感器
位置（位移）传感器
直线移动传感器有电位计式传感器和可调变压器两种。角位移传感器有电位计式、可调变压器（旋转变压器）及光电编码器三种，其中光电编码器有增量式编码器和绝对式编码器。增量式编码器一般用于零位不确定的位置伺服控制，绝对式编码器能够得到对应于编码器初始锁定位置的驱动轴瞬时角度值，当设备受到压力时，只要读出每个关节编码器的读数，就能够对伺服控制的给定值进行调整，以防止机器人启动时产生过剧烈的运动。
距离传感器
用于智能移动机器人的距离传感器有：激光测距仪（兼可测角）、声纳传感器等。
三维视觉传感器
用以检测对方的第三维度。像是零件取放就是利用三维视觉技术检测物体并创建三维图像，分析之后选择最好的拾取方式。多用于机械臂机器人。
力距传感器
如果视觉传感器使机器人眼睛注视，则力/扭矩传感器就是机器人的触觉。 机器人使用力/扭矩传感器来感应末端执行器的力。 通常，力/扭矩传感器位于机器人和固定装置之间，以便由机器人监视反馈到固定装置的力。 借助力/扭矩传感器，可以实现诸如组装，手动指导之类的应用。
碰撞检测传感器
机器人碰撞传感器在机器人发生碰撞时保护机器人末端执行工具和机器人手臂免受破坏。特点包括：自动回位，高重复精度，大转矩转动，坚固耐用的设计和低成本。碰撞传感器可防止因机器人碰撞而造成的末端执行工具的损坏。保护装置设计当机器人发生碰撞时发送信号给机器人控制系统，机器人可紧急停止工作，最大程度减少工具损坏。
其它传感器。市场上还有很多的传感器适用于不同的应用。例如焊缝追踪传感器等。这些传感器有各种形式，从摄像头到激光等，目的是要让工业机器人可以了解周围的状况。
总结
苹果公司发表了一篇新的人工智能论文，将光学雷达传感器收集的原始数据转换为3D映射，从而实现了从纯数据到三维信息的获取。 这项研究仍可以激发人们将注意力集中在人机交互中信息获取和处理。人类通过眼睛获得信息的比例高达80％，在人工智能捕获信息的过程中，视觉传感器也占据着非常重要的位置-当前，雷达，视频有两种主要方式。以前的传感器是严格的手，眼，耳，鼻和其他感觉器官，现在它们配备了小的“第一脑”。“这对于视频非常有效 类传感器，因为视频中的数据量太大。 以新材料为基质，电子学的集成将变成柔性电子学和人造皮肤。 传感器“硬”的图像将被完全改变，不仅可以随意拉伸，弯曲和旋转，而且即使准确，它甚至会出汗。 如果通信互连的规模是数百亿个基于人类的载体，而对象的互连大约是数百亿个对象，那么作为载体的细胞之间的互连将具有人类无法想象的潜力。 在人工智能硬件领域，芯片和传感器是两个主要方向。也是AI产品经理要重点关注的。
网友评论